Il calcestruzzo sotto la piastra di base è simulato dal sottosuolo di Winkler con rigidezza uniforme, che fornisce le tensioni di contatto. La tensione media nell'area caricata in contatto con la piastra di base è utilizzata per la verifica a compressione.
Calcestruzzo in compressione
Progettazione del calcestruzzo La resistenza di progetto a cuscinetto in compressione è verificata secondo AISC 360-16, Sezione J8. Quando la superficie di appoggio del calcestruzzo è maggiore della piastra di base, la resistenza di progetto a cuscinetto è definita come
dove:
- f'c – resistenza a compressione del calcestruzzo
- A1 – area della piastra di base in contatto con la superficie in calcestruzzo (area della superficie superiore del tronco di piramide)
- A2 – superficie di appoggio del calcestruzzo (area inferiore geometricamente simile del tronco di piramide con pendenze di 1 verticale su 2 orizzontale)
La verifica del calcestruzzo all'appoggio è la seguente
σ ≤ ϕc fp(max) per LRFD
σ ≤ fp(max) / Ωc per ASD
dove:
- σ – tensione media di compressione sotto la piastra di base
- ϕc = 0.65 – fattore di resistenza per il calcestruzzo
- Ωc = 2.31 – fattore di sicurezza per il calcestruzzo
Trasferimento delle forze di taglio
I carichi di taglio possono essere trasferiti tramite una delle seguenti opzioni:
- Chiavetta a taglio,
- Attrito,
- Bulloni di ancoraggio.
Chiavetta a taglio
È disponibile solo LRFD. Il carico di taglio è trasferito tramite la chiavetta a taglio. Sono necessarie le verifiche del calcestruzzo all'appoggio e, a meno che non sia fornita armatura per sviluppare la resistenza richiesta, le verifiche di rottura del calcestruzzo per estrazione.
La capacità portante all'appoggio della chiavetta a taglio contro il calcestruzzo è determinata secondo ACI 349-01 – B.4.5 e ACI 349-01 RB11 come:
ϕPbr = ϕ 1.3 f'c A1 + ϕ Kc (Ny – Pa)
dove:
- ϕ = 0.7 – fattore di riduzione della resistenza per appoggio sul calcestruzzo secondo ACI 349
- f'c – resistenza a compressione del calcestruzzo
- A1 – area proiettata della chiavetta a taglio annegata nella direzione della forza, esclusa la parte del piolo a contatto con la malta sopra l'elemento in calcestruzzo
- Kc = 1.6 – coefficiente di confinamento
- Ny = n Ase Fy – resistenza allo snervamento degli ancoraggi tesi
- Pa – carico assiale esterno
La resistenza alla rottura del calcestruzzo della chiavetta a taglio secondo ACI 349 – B11 è:
dove:
- ϕ = 0.85 – fattore di riduzione della resistenza a taglio secondo ACI 349
- AVc – area di tensione efficace definita proiettando un piano a 45° dai bordi di appoggio della chiavetta a taglio fino alla superficie libera nella direzione del carico di taglio. L'area di appoggio della chiavetta a taglio è esclusa dall'area proiettata
Se la resistenza alla rottura del calcestruzzo è disabilitata nelle impostazioni normative, all'utente viene fornita la forza che deve essere trasferita tramite il calcestruzzo armato.
Attrito
Il carico di taglio è trasferito tramite attrito. La resistenza a taglio è determinata come:
ϕc Vr = ϕc μ C (LRFD)
Vr / Ωc =μ C / Ωc (ASD)
dove:
- ϕc = 0.65 – fattore di resistenza (LRFD)
- Ωc = 2.31 – fattore di sicurezza (ASD)
- μ = 0.4 – coefficiente di attrito tra la piastra di base e il calcestruzzo (valore raccomandato 0.4 nella Guida di Progettazione AISC 7 – 9.2 e ACI 349 – B.6.1.4, modificabile nelle impostazioni normative)
- C – forza di compressione
Bulloni di ancoraggio
Se il carico di taglio è trasferito esclusivamente tramite bulloni di ancoraggio, la forza di taglio agente su ciascun ancoraggio è determinata tramite il Metodo degli Elementi Finiti e i bulloni di ancoraggio sono verificati secondo ACI 318-14 come descritto nei capitoli seguenti.
